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注意:一般运算符重载都定义在类里面,如果定义全局的话,就会要把成员变量改为公有的,一般这样不好,或者用友元函数的方法,但是最常用的就是定义在类里面。方便一些。
绪论:
我们给出一个空类真的里面什么都没有吗?并不是,任何类在什么都不写的情况下,编译器会默认生成六个默认成员函数(用户没有实现,编译器会自动生成的成员函数称为默认成员函数)。假如我们自己实现了编译器就不会生成了,有些类需要我们自己写,而有些类不需要我们自己写。

对于date类:
- #include
- using namespace std;
-
- class Date
- {
- public:
- void Init(int year, int month, int day)
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
- void print()
- {
- cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
- }
- private:
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- };
一个日期类我们可以通过加入一个成员函数(Init)来实现给对象初始化,但是这这回有有一个问题,有时候会忘记调用这个成员函数就会造成很不好的后果,有点太麻烦了。这就需要我们用到构造函数了。
构造函数:是一个特殊的成员函数,名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用,以保证 每个数据成员都有 一个合适的初始值,并且在对象整个生命周期内只调用一次。
构造函数是特殊的成员函数,需要注意的是,构造函数虽然名称叫构造,但是构造函数的主要任 务并不是开空间创建对象,而是初始化对象。
特征
1,函数名于类名相同。
2,无返回值。
3,对象实例化的同时,编译器自动调用对应的构造函数。
4,构造函数的也可以重载,可以写多个构造函数,这样就会有多种初始化方式。一般会将无参和半缺省合并直接用全缺省来表示。
- class Date
- {
- public:
- Date()//可以无参构造。/调用/Date a;
- {
- _year = 0;
- _month = 0;
- _day = 0;
- }
-
- Date(int year, int month,int day)//可以带参构造。 /调用/ Date a(2022,10,20);
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
-
- Date(int year, int month =10, int day = 20)//可以半缺省。/调用/ Date a(2022) 或者 Date a(2022,10); 或者 Date a(2022,10,20);
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
-
- Date(int year = 2022, int month =10 , int day = 20)//可以全缺省。 /调用/Date a; 或者 Date a(2022); 或者 Date a(2022,10); 或者 Date a(2022,10,20);
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
- //一般直接如果自己写构造函数的话,就会使用全缺省的构造函数,可以涵盖所有的对象定义方式。
- void print()
- {
- cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
- }
- private:
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- };
-
- int main()
- {
- Date a();//注意不能这样写。这是函数的声明,不是类对象的定义。
- //注意这里的通过无参构造函数在创建对象的时候,对象后面不用加(),否则就成了函数的声明。
- return 0;
- }
5,如果类中没有显示定义的构造函数,则c++编译器会自动生成一个无参的默认成员函数,一旦用户显示定义编译器将不再生成。
- class Date
- {
- public:
- Date(int year, int month=10, int day=20) //半缺省 / 调用 / Date a(2022) 或者 Date a(2022, 10); 或者 Date a(2022, 10, 20);
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
-
- void print()
- {
- cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
- }
- private:
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- };
-
- int main()
- {
- Date a;
- //将Date屏蔽后可以编译通过,编译器生成了一个无参的默认构造函数。
- //将Date放开后,编译器就不再生成,就会出现问题,没有合适的默认构造函数可用。
- /// 应该调用 / Date a(2022) 或者 Date a(2022, 10); 或者 Date a(2022, 10, 20);
- return 0;
- }
6,编译会自动生成默认构造函数,为什么还需要我们自己定义一个构造函数呢。答案就是编译器自动生成的构造函数,对内置类型不处理,而对自定义类型又会调用该自定义类型的默认构造函数。有时候不能满足我们的需求。就需要我们自己写默认构造函数。
-
- #include
-
- using namespace std;
-
- class Time
- {
- public:
- Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)//默认构造函数
- {
- cout << "time(int ,int ,int)" << endl;
- _hour = hour;
- _minute = minute;
- _second = second;
- }
-
- //这个也是默认构造函数 但是一般用上面的定义方式。
- //Time()//默认构造函数
- //{
- // cout << "time()" << endl;
- // _hour = 0;
- // _minute = 0;
- // _second = 0;
- //}
- void print()
- {
- cout << _hour<<'/' << _minute<<'/' << _second << endl;
- }
-
- private:
- int _hour;
- int _minute;
- int _second;
- };
-
-
- class Date
- {
- public:
- void print()
- {
- cout << _year<<'/' << _month<<'/' << _day << '/' << endl;
- _a.print();
- }
-
- private:
- //内置类型
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- //自定义类型
- Time _a;
- };
-
- int main()
- {
- Date a;
- a.print();
- return 0;
- }
运行结果:
我们可以看到 对于内置类型并没有初始化,而是随机数。对于自定义类型则调用了他的默认构造函数。
注意:c++11中针对内置类型成员不初始化的缺陷,又打了补丁:内置类型的成员变量在类中声明的时候可以给默认参数。
- class Date
- {
- public:
- void print()
- {
- cout << _year<<'/' << _month<<'/' << _day << '/' << endl;
- _a.print();
- }
-
- private:
- //内置类型
- int _year = 2022;
- int _month = 10;///c++11的补丁 内置类型声明的时候可以给默认值
- int _day = 20;//就是一种缺省值
- //自定义类型
- Time _a;
- };
-
- int main()
- {
- Date a;
- a.print();
- return 0;
- }
运行结果为:
这样也能兼顾内置;类型的问题了。
7.无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数。并且默认构造函数只能有一个。也就是无参的全缺省的构造函数只能有一个存在。俩都存在就会造成歧义。
注意:无参的构造函数,全缺省的构造函数 ,以及我们没写编译器自动生成的构造函数都是默认构造函数。如果我们写的是半缺省的构造函数,就必须要传参了。如果我们写了,但是不是默认构造函数,普通的构造函数就有不传参定义就会有问题。
-
- class Time
- {
- public:
- Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)//默认构造函数
- {
- cout << "time(int ,int ,int)" << endl;
- _hour = hour;
- _minute = minute;
- _second = second;
- }
-
- //这个也是默认构造函数 但是一般用上面的定义方式。//但是两个不能同时存在。会出现调用歧义的问题。
- Time()//默认构造函数
- {
- cout << "time()" << endl;
- _hour = 0;
- _minute = 0;
- _second = 0;
- }
-
- void print()
- {
- cout << _hour << '/' << _minute << '/' << _second << endl;
- }
-
- private:
- int _hour;
- int _minute;
- int _second;
- };
析构函数:与构造函数功能相反,析构函数不是完成对对象本身的销毁,局部对象销毁工作是由编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数,完成对象中资源的清理工作。资源包括动态开辟的空间,文件的关闭等。相当于C语言阶段写的destroy函数。
1 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
2 无参数无返回值类型。
3 一个类只能有一个析构函数。若未显式定义,系统会自动生成默认的析构函数。注意:析构 函数不能重载。
4 对象生命周期结束时,C++编译系统系统自动调用析构函数。避免自己遗忘的问题。
5 一般有资源需要释放一般使用过:malloc fopen的类都需要自己写默认析构函数。如果编译器自动生成的够用就不需要自己写。
- class stack
- {
-
- public:
- stack(int capacity = 10)//这是默认构造函数
- {
- cout << "stack()" << endl;
- _capacity = capacity;
- _array = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
- _size = 0;
- }
-
- ~stack()//这就是一个标准的默认析构函数。//需要我们手动释放空间,或者关闭文件。
- {
- cout << "~stack()" << endl;
-
- if (_array)
- {
- free(_array);
- _array = nullptr;
- _size = 0;
- _capacity = 0;
- }
- }
-
- private:
- int* _array;
- int _size;
- int _capacity;
- };
-
- int main()
- {
- stack a;
- return 0;
- }
6 关于编译器自动生成的析构函数,是否会完成一些事情呢?下面的程序我们会看到,编译器生成的默认析构函数,对自定义类型会调用他的默认析构函数。对于内置类型不处理,内置类型也不需要处理。因为没有额外的空间。
- class stack
- {
-
- public:
- stack(int capacity = 10)
- {
- cout << "stack()" << endl;
- _capacity = capacity;
- _array = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
- _size = 0;
- }
-
- ~stack()
- {
- cout << "~stack()" << endl;
-
- if (_array)
- {
- free(_array);
- _array = nullptr;
- _size = 0;
- _capacity = 0;
- }
- }
-
- private:
- int* _array;
- int _size;
- int _capacity;
- };
-
- class My_Queue
- {
- public:
- //
- private:
- //内置类型
- int size;
-
- //自定义类型 ,会调用他的析构函数。和构造函数相同。
- stack push;
- stack pop;
- };
-
-
- int main()
- {
- My_Queue a;
- //和构造函数相同,在a定义的时候会生成自己的默认构造函数,函数内部对内置类型不处理,对自定义类型会调用他的默认构造函数
- //在a的生命周期结束的时候,a类也会自动生成一个默认析构函数,对自定义类型会调用他自己的默认析构函数。
- //内置类型不需要资源清理,最后直接由造作系统将其内存回收即可。
-
- return 0;
- }
注意:那个类对象的声明周期结束,调用那个类的默认析构函数,该默认析构函数内部,对内置类型不处理,对自定义类型会调用他的默认析构函数。
7对于有资源申请时候一定要写析构函数,否则就会造成内存泄漏的问题。
在创建对象的时候,我们可否创建一个与已存在对象一模一样的新对象。这个时候就需要用到拷贝构造函数了。拷贝构造也是一种构造函数,是构造函数的一种重载。只是参数不一样。
拷贝构造函数:只有单个形参,该形参是对本类类型对象的引用(一般常用const修饰),在用已存在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用。
1,拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
2,拷贝构造函数的参数只有一个且必须是对应的对象类 类型的引用,使用传值方式编译器会直接报错,因为会引发无穷递归调用。
- #include
- using namespace std;
-
- class Date
- {
- public:
-
- Date(int year =2022, int month=10, int day=20)
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
-
- Date(const Date& d)//这就是一个标准的拷贝构造函数,参数是对应类型的const引用
- {
- _year = d._year;
- _month = d._month;
- _day = d._day;
- }//虽然用指针也能实现对应的功能但是,那样只是一个普通的构造函数,不是拷贝构造。
-
- Date(const Date d)//这里是错误的会引发无穷递归。
- {
- _year = d._year;
- _month = d._month;
- _day = d._day;
- }
-
- void print()
- {
- cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
- }
-
- private:
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- };
-
-
- int main()
- {
- Date d1;
- Date d2(d1);
- d1.print();
- d2.print();
-
- return 0;
- }
想要了解为什么这里会引发无穷递归?我们需要先知道,什么情况下会调用拷贝构造这个函数。
- void fun(Date d)
- {
- ;
- }
-
- int main()
- {
- Date d1;//这里调用默认构造函数
-
-
- //对象定义的时候会调用拷贝构造函数
- Date d2(d1);
- //传值传参的时候也会调用拷贝构造
- fun(d1);
-
- //做返回值的时候也会调用拷贝构造。
- return 0;
- }
回到我们刚刚的问题为什么拷贝构造传值的时候会引发无穷递归呢?用d1给d2传值传参的时候,会调用拷贝构造函数,又会去传参,就这样一直调用下去无穷递归。
3,如果未显示定义,编译器会生成默认的拷贝构造函数,默认的拷贝构造函数。默认的拷贝构造函数按照内存存储的字节序完成拷贝,这种叫做浅拷贝,或者值拷贝。有些时候浅拷贝是我们需要的,有些时候并不是我们需要的值,例如一个stack类型的类,里面会malloc内存空间地址。如果我们只是简单的值拷贝的话 就会出现一个问题。两个对象同时指向同一块内存空间地址。这样是错误的。是不需要深拷贝就可以的,比如日期类
-
-
-
- class Time
- {
- public:
- Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)//默认构造函数
- {
- _hour = hour;
- _minute = minute;
- _second = second;
- }
- void print()
- {
- cout << _hour<<'/' << _minute<<'/' << _second << endl;
- }
- private:
- int _hour;
- int _minute;
- int _second;
- };
-
- class Date
- {
- public:
- void print()
- {
- cout << _year<<'/' << _month<<'/' << _day << '/' << endl;
- _a.print();//注意在这里我们无法直接访问到Time _a 私有的成员变量。
- }
- private:
- //内置类型
- int _year = 2022;//偷懒给了默认值
- int _month = 10;
- int _day = 20;
- //自定义类型
- Time _a;
- };
- int main()
- {
- Date a;
- Date b(a);
- b.print();
- return 0;
- }
stack就需要深拷贝
-
- class stack
- {
- public:
- stack(int capacity = 10)//默认构造函数
- {
- _arr = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
- _size = 0;
- _capacity = capacity;
- }
- ~stack()
- {
- if (_arr)
- {
- free(_arr);
- _arr = nullptr;
- _capacity = 0;
- _size = 0;
- }
- }
- void push(int x)
- {
- _arr[_size] = x;
- _size++;
- }
- stack(stack& a)
- {
- //这里只是演示就不扩容了
- _arr = (int*)malloc(sizeof(int) * a._capacity);
- _capacity = a._capacity;
- _size = a._size;
- memmove(_arr, a._arr, sizeof(int) * _capacity);//注意这里不能丢掉
-
- }
- private:
- int* _arr;
- int _size;
- int _capacity;
- };
-
-
- int main()
- {
- stack a;
- a.push(1);
- a.push(2);
- a.push(3);
- a.push(4);
- stack b(a);
- //大家可以通过监视窗口去看看 b和a的地址肯定是不同的。
- return 0;
- }
4, 一般需要写析构函数的类,都需要写拷贝构造函数。其实深拷贝就是在拷贝的开辟的资源。如果一个类没有涉及到资源申请时,拷贝构造函数是否写都可以,但是一旦涉及到资源申请,就必须写拷贝构造。否则就是浅拷贝。
5,有时候我们写的类,不写拷贝构造就会出现错误,而有些就刚刚好是我们需要的。这个要视情况而定。(上面的例子就会报错,同一块空间被free两次这是错误的)。
6,什么时候会用调用拷贝构造呢?1使用已存在的对象创建新对象,2函数传值传参,3函数返回值类型为类类型的对象。(可以用引用解决一些问题)
- class Date
- {
- public:
-
- Date(int year =2022, int month=10, int day=20)
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
-
- Date(const Date& d)//这就是一个标准的拷贝构造函数,参数是对应类型的const引用
- {
- cout << "Date(Date & d)" << endl;
- _year = d._year+100;
- _month = d._month+100;
- _day = d._day+100;
- }
-
- void print()
- {
- cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
- }
-
- private:
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- };
-
- Date d1; //这里调用默认构造函数
-
- void fun1(Date d)
- {
- ;
- }
-
- Date fun2()
- {
- return d1;
- }
-
- int main()
- {
- //对象定义的时候会调用拷贝构造函数
- Date d2(d1);
-
- //传值传参的时候也会调用拷贝构造
- fun1(d1);
-
- //做返回值的时候也会调用拷贝构造。
- fun2();
-
- return 0;
- }
结果为:
c++为了增强代码的可读性,引入了运算符重载,运算符重载是具有特殊函数名的函数,也具有返回值类型,函数名字以及参数列表。其返回值类型于参数列表与参数列表与普通的函数类似。
函数名字为:关键字operator后面接需要重载的运算符号。
函数原型为:返回值类型 operator运算符(参数列表)
注意:
- 不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@
- 重载操作符必须有一个类类型的参数
- 用于内置类型的运算符,其含义不能修改,例如内置类型的 + 不能该变他的含义。
- 作为类成员函数重载时,其形参看起来比操作数数目少一个,因为成员函数的第一个参数为隐藏的this指针。
- (.* :: sizeof ? : . )注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出 现。
- class Date
- {
- public:
- Date(int year = 2022, int month = 10, int day = 21)
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
- void print();
- bool operator==(const Date& d2);
-
- bool operator>(const Date& d2)
- {
- if (_year > d2._year)
- {
- return true;
- }
- else if (_year < d2._year)
- {
- return false;
- }
- else
- {
- if (_month > d2._month)
- {
- return true;
- }
- else if (_month < d2._month)
- {
- return false;
- }
- else
- {
- if (_day > d2._day)
- {
- return true;
- }
- else if (_day < d2._day)
- {
- return false;
- }
- else
- {
- return false;
- }
- }
-
- }
- }
-
- bool operator>=(Date& d2)
- {
- //return *this > d2 || *this == d2;
- return this->operator>(d2) || this->operator==(d2);
- }
-
-
- int GetMonthDay(int year, int month)//获取对应年对应月的天数。
- {
- //可以把他改为静态的,不用每次调用就创建。
- static int arr[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
-
- if (month == 2 && ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0))
- {
- return 29;
- }
- else
- {
- return arr[month];
- }
- }
-
- Date& operator+=(int day)
- {
- _day += day;
- while (_day > GetMonthDay(_year, _month))
- {
- int ret= GetMonthDay(_year, _month);
- _day -= ret;
- _month++;
-
- if (_month == 13)
- {
- _year++;
- _month = 1;
- }
- }
- return *this;
- }
-
- private:
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- };
-
- int main()
- {
- Date d1;
- Date d2;
-
- cout<<(d1==d2)<
//隐式调用 - cout<
//显示调用 - //两种调用都是相同的意思,但是一般用隐式调用。可读性更高。
-
- return 0;
- }
1. 赋值运算符重载格式
- class Date
- {
- public:
- Date(int year = 2022, int month = 10, int day = 21)
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
- Date(const Date& d)
- {
- _year = d._year;
- _month = d._month;
- _day = d._day;
- }
- //赋值重载
- Date& operator=(const Date& d)
- {
- if (this != &d)
- {
- _year = d._year;
- _month = d._month;
- _day = d._day;
- }
-
- return *this;
- }
- void print()
- {
- cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << '/'<
- }
-
- private:
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- };
-
-
-
- int main()
- {
- Date d1(2001, 9, 9);
- Date d2;
-
-
- d2.print();
- d2 = d1;
- d2.print();
-
-
-
- return 0;
- }
-
-
- 赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数
- class Date
- {
- public:
- Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
- {
- _year = year;
- _month = month;
- _day = day;
- }
- void print()
- {
- cout << _year << '/' << _month << '/' << _day << endl;
- }
- //公有的
- int _year;
- int _month;
- int _day;
- };
- // 赋值运算符重载成全局函数,注意重载成全局函数时没有this指针了,需要给两个参数
- Date& operator=(Date& left, const Date& right)
- {
- if (&left != &right)
- {
- left._year = right._year;
- left._month = right._month;
- left._day = right._day;
- }
- return left;
- }
- int main()
- {
- Date d1(2001, 9, 9);
- Date d2;
- d2.print();
- d2 = d1;
- d2.print();
-
- return 0;//这里编译器会报错
- }
原因:赋值运算符重载是一个默认成员函数,赋值运算符如果不显式实现,编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现 一个全局的赋值运算符重载,就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了,故赋值 运算符重载只能是类的成员函数。
- 用户没有显式实现时,编译器会生成一个默认赋值运算符重载,以值的方式逐字节拷贝。注 意:内置类型成员变量是直接赋值的,而自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符 重载完成赋值。
这里回到我们刚刚写的第一个例子Date类,如果我们没有给赋值重载,也是可以达到我们想要的意思的。和拷贝构造差不多。如果我没没实现编译会自动生成一个,这个赋值重载对于内置类型直接memmove,对于自定义类型直接调用他的赋值重载。